一種x射線分幅相機的標定裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于光學精密測量技術領域，具體涉及一種X射線分幅相機的標定裝置。
【背景技術】
[0002]在激光聚變點火攻關的道路上，隨著激光能量的提高和打靶裝置的升級，聚變點火論證實驗對X射線分幅相機等診斷設備的性能指標以及診斷精密化的要求越來越高。2012年，美國成功研制一種基于電子脈沖展寬技術的超高速展寬型X射線分幅相機，其時間分辨率高達5ps，我國研究人員緊隨其步伐，研制了時間分辨率達17ps的展寬型X射線分幅相機。這些超高時間分辨的X射線分幅相機使得激光聚變的時空診斷能力上了一個新臺階。但是，要提高診斷精密化程度，就要精密標定X射線分幅相機的性能指標，從而正確評價所測數據的不確定度等因素。
[0003]當前，美國對超高速展寬型X射線分幅相機(DIXI ,Dilat1n χ-ray imager)的時間分辨率標定方法采用馬赫-曾德爾干涉儀法，該方法使用脈寬lOOfs，波長266nm的紫外激光，延遲80ns后進入干涉儀，通過調整鏡面位置實現其中一路激光光程可調，與另一路光程固定的激光產生一系列時間間隔1.67ps的序列脈沖，以此對時間分辨率為幾個ps的DIXI相機進行標定，由于該方法需要精確調整四個鏡面的夾角，操作難度較大，對機械調整精度及復位精度要求極高，并且系統的光學元件和調節機構較多、結構復雜、穩定性差、造價較高，不利于X射線分幅相機時間分辨率的高頻率、高精度的標定應用。對于X射線分幅相機的動態范圍，一般采用臺階濾片或偏振片分光的方法進行測量，但這些方法標定精度差、不確定度高。
【發明內容】
[0004]本發明要解決的技術問題是提供一種X射線分幅相機的標定裝置。
[0005]本發明的X射線分幅相機的標定裝置，其特點是，包括沿光路方向順序排列的激光器、光束分割延遲器和真空腔體;所述激光器輸出的激光束照射到光束分割延遲器上，被光束分割延遲器分割成序列子光束，序列子光束透過真空腔體前端面的玻璃窗口，進入真空腔體，照射到X射線分幅相機的光電陰極面;所述的真空腔體的后端面與X射線分幅相機的前端面通過帶密封圈的真空密封面密封連接。
[0006]所述的激光器輸出的激光束的波長為X射線分幅相機的響應波長，脈寬小于等于X射線分幅相機時間分辨率的1/10。
[0007]所述的光束分割延遲器為透射式光學組件;所述的透射式光學組件的光學元件的形狀為長方體或柱體;所述的透射式光學組件為透射式光學元件逐層疊加，迎光面為等光程差的階梯型，每個光學元件的迎光面涂覆透過率相同的透射膜;所述的透射式光學組件為透射式光學元件逐層疊加，迎光面為豎直平面，每個光學元件的迎光面涂覆透過率等比例遞減的透射膜。
[0008]當透射式光學組件的光學元件的迎光面為等光程差的階梯型時，光束分割延遲器將激光束分割為等空間間距、等時間間隔且強度一致的序列子光束；當透射式光學組件的光學元件的迎光面為豎直平面時，光束分割延遲器將激光束分割為等空間間距、無時間間隔且強度等比例遞減的序列子光束。標定時，只需將光束分割延遲器放置于激光光路中并調整好姿態，即可產生標定X射線分幅相機的時間分辨率或動態范圍的激光脈沖序列，不需要在標定過程中再作任何移動或調整，減少了操作難度，降低了標定裝置造價，提高了系統穩定性和標定效率。設計透射式光學組件的光學元件為柱體形狀，可將分割后的子光束聚焦，可避免激光能量弱或光斑對比度差引起的不確定度，提高標定精度。
[0009]所述的光束分割延遲器為反射式光學組件;所述的反射式光學組件的光學元件的迎光面為平面、柱面或球面;所述的反射式光學組件為反射式光學元件逐層疊加，迎光面為傾斜放置的等光程差的階梯型，每個光學元件的迎光面涂覆反射率相同的反射膜;所述的反射式光學組件為反射式光學元件逐層疊加，迎光面為傾斜放置的平面，每個光學元件的迎光面涂覆反射率等比例遞減的反射膜。
[0010]當反射式光學組件的光學元件的迎光面為傾斜放置的等光程差的階梯型時，光束分割延遲器將激光束分割為等空間間距、等時間間隔且強度一致的序列子光束；當反射式光學組件的光學元件的迎光面為傾斜放置的豎直平面時，光束分割延遲器將激光束分割為等空間間距、無時間間隔且強度等比例遞減的序列子光束。標定時，只需將光束分割延遲器放置于激光光路中并調整好姿態，即可產生標定X射線分幅相機的時間分辨率或動態范圍的激光脈沖序列，不需要在標定過程中再作任何移動或調整，減少了操作難度，降低了標定裝置造價，提高了系統穩定性和標定效率。設計反射式光學組件的光學元件的迎光面為柱面或者球面，可將分割后的子光束聚焦，可避免激光能量弱或光斑對比度差引起的不確定度，提尚標定精度。
[0011]本發明的X射線分幅相機的標定裝置具有體積小、造價低、操作簡單方便的優點，能為時間分辨率極高的X射線分幅相機提供高精度、高效率的時間分辨率和動態范圍的精密標定，為X射線分幅相機的診斷測試數據的處理和理論程序的校驗提供依據。
【附圖說明】
[0012]圖1為本發明的X射線分幅相機的標定裝置的結構示意圖(透射式)；
圖2為光束分割延遲器的結構示意圖(透射式階梯型)；
圖3為光束分割延遲器的結構示意圖(透射式平面型)；
圖4為本發明的X射線分幅相機的標定裝置的結構示意圖(反射式)；
圖5為光束分割延遲器的結構示意圖(反射式階梯型)；
圖6為光束分割延遲器的結構示意圖(反射式平面型)；
圖中，1.激光器2.光束分割延遲器3真空腔體4.X射線分幅相機。
【具體實施方式】
[0013]下面結合附圖和實施例詳細說明本發明。
[0014]以下實施例僅用于說明本發明，而并非對本發明的限制。有關技術領域的人員在不脫離本發明的精神和范圍的情況下，還可以做出各種變化、替換和變型，因此同等的技術方案也屬于本發明的范疇。
[0015]實施例1
實施例1介紹了標定X射線分幅相機時間分辨率的透射式標定裝置。
[0016]如圖1所示，本實施例的X射線分幅相機的標定裝置，包括沿光路方向順序排列的激光器1、光束分割延遲器2和真空腔體3;所述激光器I輸出的激光束照射到光束分割延遲器2上，被光束分割延遲器2分割為序列子光束，序列子光束透過真空腔體3前端面的玻璃窗口，進入真空腔體3，照射到X射線分幅相機4的光電陰極面;所述真空腔體3的后端面與X射線分幅相機4的前端面通過帶密封圈的真空密封面密封連接。
[0017]所述的激光器I輸出的激光束的波長為248nm、脈寬小于等于500fs。
[0018]如圖2所示，所述的光束分割延遲器2為透射式光學組件，由長方體的透射式光學元件逐層疊加，迎光面為等光程差的階梯型，每個光學元件的迎光面涂覆透過率相同的透射膜。
[0019]激光器I產生的激光束照射到光束分割延遲器2的迎光面。光束分割延遲器2將激光束分割為等空間間距、等時間間隔且強度一致的序列子光束，進入真空腔體3后在X射線分幅相機4的光電陰極面上形成等空間間距、等時間間隔、等強度的序列光斑。X射線分幅相機4對其曝光時間內到來的光斑成像并記錄，通過被記錄光斑數目、光斑時間間隔以及光斑成像的強弱分布，得到X射線分幅相機4的時間分辨率。
[0020]設計光束分割延遲器2的透射式光學元件的光程差，使序列子光束的時間間隔為2.5ps。將時間間隔2.5ps的序列光斑沿X射線分幅相機4的微帶線橫向排列，經X射線分幅相機4選通成像后得到7個時間間隔2.5ps的曝光點，根據7個曝光點的最大強度擬合得到曝光曲線，取其曝光曲線的半高寬得到其時間分辨率為5ps。被曝光的光斑數目越多、光束時間間隔越小，則測量精度越高。由于被光束分割延遲器2分割后的光束的時間間隔是相等的，根據曝光點的強弱可直接讀取曝光時間約為2.5ps X 2=5ps。直接讀取方式存在一定的誤差。
[0021]光束分割延遲器2的透射式光學元件的長方體形狀可替換為有聚焦效果的柱體形狀。
[0022]實施例2
實施例2介紹了標定X射線分幅相機動態范圍的透射式標定裝置。
[0023]實施例2與實施例1的標定裝置的結構基本相同，不同之處在于，如圖3所示，光束分割延遲器2的透射式光學組件的透射式光學元件為有聚焦效果的柱體，迎光面為豎直平面，每個光學元件的迎光面涂覆透過率等比例遞減的透射膜。
[0024]激光器I產生的激光束照射到光束分割延遲器2的迎光面